Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какой металл можно расплавить в кипящей воде

Какой металл можно расплавить в кипящей воде

Передавая телу энергию, можно перевести его из твёрдого состояния в жидкое (например, расплавить лёд), а из жидкого — в газообразное (превратить воду в пар).

Если газ отдаёт энергию, то может превратиться в жидкость, а жидкость, отдавая энергию, может превратиться в твёрдое тело.

Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое называют плавлением.

Чтобы расплавить тело, нужно сначала нагреть его до определённой температуры.

Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества.

Какой металл можно расплавить в кипящей воде

Плавление олова в стальной ложке

Одни кристаллические тела плавятся при низкой температуре, другие — при высокой. Лёд, например, можно расплавить, внеся его в комнату. Кусок олова или свинца — в стальной ложке, нагревая её на спиртовке. Железо плавят в специальных печах, где достигается высокая температура.

Из таблицы 3 видно, в каких широких пределах лежат температуры плавления различных веществ.

Таблица 3.
Температура плавления некоторых веществ (при нормальном атмосферном давлении)

Какой металл можно расплавить в кипящей воде

Например, температура плавления металла цезия 29 °С, т. е. его можно расплавить в тёплой воде.

Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое называют отвердеванием или кристаллизацией.

Чтобы началась кристаллизация расплавленного тела, оно должно остыть до определённой температуры.

Температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют температурой отвердевания или кристаллизации.

Опыт показывает, что вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся. Например, вода кристаллизуется (а лед плавится) при 0 °С, чистое железо плавится и кристаллизуется при температуре 1539°С.

Какой металл можно расплавить в кипящей водеКаждый металл или сплав обладает уникальными свойствами, в число которых входит температура плавления. При этом объект переходит из одного состояния в другое, в конкретном случае становится из твёрдого жидким. Чтобы его расплавить, необходимо подвести к нему тепло и нагревать до достижения нужной температуры. В момент, когда достигается нужная точка температуры данного сплава, он ещё может остаться в твёрдом состоянии. При продолжении воздействия начинает плавиться.

Наиболее низкая температура плавления у ртути — она плавится даже при -39 °C, самая высокая у вольфрама — 3422 °C. Для сплавов (стали и других) определить точную цифру крайне сложно. Все зависит от соотношения компонентов в них. У сплавов она записывается как числовой промежуток.

Как происходит процесс

Какой металл можно расплавить в кипящей водеЭлементы, какими бы они ни были: золото, железо, чугун, сталь или любой другой — плавятся примерно одинаково. Это происходит при внешнем или внутреннем нагревании. Внешнее нагревание осуществляется в термической печи. Для внутреннего применяют резистивный нагрев, пропуская электрический ток или индукционный нагрев в электромагнитном поле высокой частоты. Воздействие при этом примерно одинаковое.

Когда происходит нагревание, усиливается амплитуда тепловых колебаний молекул. Появляются структурные дефекты решётки, сопровождаемые разрывом межатомных связей. Период разрушения решётки и скопления дефектов и называется плавлением.

В зависимости от градуса, при котором плавятся металлы, они разделяются на:

  1. легкоплавкие — до 600 °C: свинец, цинк, олово;
  2. среднеплавкие — от 600 °C до 1600 °C: золото, медь, алюминий, чугун, железо и большая часть всех элементов и соединений;
  3. тугоплавкие — от 1600 °C: хром, вольфрам, молибден, титан.

В зависимости от того, каков максимальный градус, подбирается и плавильный аппарат. Он должен быть тем прочнее, чем сильнее будет нагревание.

Вторая важная величина — градус кипения. Это параметр, при достижении которого начинается кипение жидкостей. Как правило, она в два раза выше градуса плавления. Эти величины прямо пропорциональны между собой и обычно их приводят при нормальном давлении.

Если давление увеличивается, величина плавления тоже увеличивается. Если давление уменьшается, то и она уменьшается.

Таблица характеристик

Какой металл можно расплавить в кипящей водеМеталлы и сплавы — непременная основа для ковки, литейного производства, ювелирной продукции и многих других сфер производства. Чтобы не делал мастер (ювелирные украшения из золота, ограды из чугуна, ножи из стали или браслеты из меди), для правильной работы ему необходимо знать температуры, при которых плавится тот или иной элемент.

Чтобы узнать этот параметр, нужно обратиться к таблице. В таблице также можно найти и градус кипения.

Среди наиболее часто применяемых в быту элементов показатели температуры плавления такие:

  1. алюминий — 660 °C;
  2. температура плавления меди — 1083 °C;
  3. температура плавления золота — 1063 °C;
  4. серебро — 960 °C;
  5. олово — 232 °C. Олово часто используют при пайке, так как температура работающего паяльника составляет как раз 250–400 градусов;
  6. свинец — 327 °C;
  7. температура плавления железо — 1539 °C;
  8. температура плавления стали (сплав железа и углерода) — от 1300 °C до 1500 °C. Она колеблется в зависимости от насыщенности стали компонентами;
  9. температура плавления чугуна (также сплав железа и углерода) — от 1100 °C до 1300 °C;
  10. ртуть — -38,9 °C.

Как понятно из этой части таблицы, самый легкоплавкий металл — ртуть, которая при плюсовых температурах уже находится в жидком состоянии.

Градус кипения всех этих элементов почти вдвое, а иногда и ещё выше градуса плавления. Например, у золота он 2660 °C, у алюминия — 2519 °C, у железа — 2900 °C, у меди — 2580 °C, у ртути — 356,73 °C.

У сплавов типа стали, чугуна и прочих металлов расчёт примерно такой же и зависит от соотношения компонентов в сплаве.

Максимальная температура кипения у металлов — у рения — 5596 °C. Наибольшая температура кипения — у наиболее тугоплавящихся материалов.

Бывают таблицы, в которых также указана плотность металлов. Самым лёгким металлом является литий, самым тяжёлым — осмий. У осмия плотность выше, чем у урана и плутония, если рассматривать её при комнатной температуре. К лёгким металлам относятся: магний, алюминий, титан. К тяжёлым относится большинство распространённых металлов: железо, медь, цинк, олово и многие другие. Последняя группа — очень тяжёлые металлы, к ним относятся: вольфрам, золото, свинец и другие.

Читайте так же:
Как зарядить батарейку от телефона

Ещё один показатель, встречающийся в таблицах — это теплопроводность металлов. Хуже всего тепло проводит нептуний, а лучший по теплопроводности металл — серебро. Золото, сталь, железо, чугун и прочие элементы находится посередине между этими двумя крайностями. Чёткие характеристики для каждого можно найти в нужной таблице.

Всё зависит от массы металла, который нужно расплавить и от его формы. Посмотрим, какие металлы самые легкоплавкие. Ртуть расплавлять не нужно, она и так жидкая. Цезий плавится при 28°С, нор самовоспламеняется на воздухе, его плавить не нужно. Галлий плавится при температуре 30°С, его (в ампуле) можно расплавить подмышкой или (в небольшим количестве) – расплавить дыханием на ладони. Рубидий плавится при 39°С, очень активный, но можно расплавить теплой водой, если он в запаянной ампуле. Горячей водой можно расплавить (в запаянных ампулах) калий (плавится при 63°С) и натрий (98°С). Индий плавится при 156°С – никаких проблем. Литий (186°С) плавим на газу в запаянной ампуле. Олово (232°С) плавится паяльником. Висмут (плавится при 271°С), таллий (248°С – яд!), кадмий (321°С – ядовит!) и свинец (327°С) расплавляются тоже легко. Цинк (419°С) я плавил на газу в больших количествах в консервной банке. Сурьме (631°С) может плавиться в запаянной тугоплавкой ампуле, иначе загорится. Магний (651°С) тоже легко загорается, но в инертной атмосфере лента из магния расплавится. Алюминий (660°С каждый может расплавить, если взять проволоку, только капелька расплава повиснет с чехольчике из тугоплавкого оксида алюминия. Барий (660°С) и стронций (770°С) слишком активны на воздухе. Но даже серебро (961°С), золото (1063°С) и медь (1083°) можно расплавить на газу, если взять тонкую проволоку (маленький теплоотвод) и сунуть ее конец в самое горячую часть пламени (синюю) – образуется на конце проволоки маленький королек расплавленного металла. А вот марганец (1250°С) и тем более кобальт, никель и железо уже не расплавить.

Практическая работа «Изучение явления плавления и кристаллизации»

Практическая работа «Изучение явления плавления и кристаллизации»

1. Выберите вещество «Цинк». Нажмите кнопку «Старт». На графике отражается процесс плавления цинка. В окошках справа отражаются данные для данного вещества.

Запишите данные в таблицу

Начальная температура, °С

Температура плавления, °С

Время плавления, мин

Перечертите график плавления для цинка

Нажмите кнопку «Сброс», чтобы очистить все данные

2. Выберите другое вещество. Повторите все шаги, описанные в п.1

Запишите данные в таблицу

Начальная температура, °С

Температура плавления, °С

Время плавления, мин

Перечертите график плавления

3. Выберите другое вещество. Повторите все шаги, описанные в п.1

Запишите данные в таблицу

Начальная температура, °С

Температура плавления, °С

Время плавления, мин

Перечертите график плавления

II . Исследование процесса «Кристаллизация». Нажмите кнопку «Кристаллизация»

1. Выберите вещество «Цинк». Нажмите кнопку «Старт». На графике отражается процесс кристаллизации цинка. В окошках справа отражаются данные для данного вещества.

Запишите данные в таблицу

Начальная температура, °С

Температура кристаллизации, °С

Время кристаллизации, мин

Перечертите график кристаллизации для цинка

Нажмите кнопку «Сброс», чтобы очистить все данные

2. Выберите другое вещество. Повторите все шаги, описанные в п.1

Запишите данные в таблицу

Начальная температура, °С

Температура кристаллизации, °С

Время кристаллизации, мин

Перечертите график кристаллизации

3. Выберите другое вещество. Повторите все шаги, описанные в п.1

Запишите данные в таблицу

Начальная температура, °С

Температура кристаллизации, °С

Время кристаллизации, мин

Перечертите график кристаллизации

III . Запишите вывод: ______________________________________________________

IV . Ответьте на вопросы. Для ответа на вопросы откройте таблицу № на стр.

Назовите самый тугоплавкий металл. __________________________________________

Назовите легкоплавкие вещества? _____________________________________________

Есть ли металл, который можно расплавить в руке? ______________________________

А в кипящей воде? __________________________________________________________

Можно ли расплавить серебро в алюминиевой ложке? ___________________________

Можно ли расплавить янтарь в цинковом сосуде? _______________________________

Для обогрева небольших помещений используют металлические печки. Температура в печи достигает 1100 ºС. Можно ли сделать эту печку из алюминия? из стали? __________________________________________________________________________

Почему на Севере для измерения низких температур пользуются не ртутными, а спиртовыми термометрами? ______________________________________________

Конспект урока по физике «Плавление и отвердевание кристаллических тел»,8класс

Оценить ★★★★★ 3978 0

Урок по физике, 8 класс

«Плавление и отвердевание кристаллических тел»

Галичкина Ольга Ивановна, учитель физики

МКОУ «Новостроевская СОШ» г.Палласовка

Цели урока:

Сформировать знания о характере движения и взаимодействия молекул вещества в различных агрегатных состояниях, взаимных переходах вещества из одного состояния в другое, о процессах плавления и кристаллизации;

Сформировать понятия: плавление, отвердевание (кристаллизация), температура плавления (отвердевания);

Создать условия для проявления обучающимися самостоятельности при изучении нового материала

Развивать умение анализировать графики, определять и объяснять понятия, делать вывод на основе полученной информации, оценивать свои достижения.

Организационный момент

Повторение материала.

Что объединяет все эти рис? Ответ: это 3 различные состояния одного и того же вещества.

— Как называют различные состояния одного и того же вещества? Ответ: агрегатные.

— Чем же тогда отличаются агрегатные состояния? Ответ: расположением, характером движения, характером взаимодействия молекул.

— Давайте вспомним различия в молекулярном строении веществ в различных агрегатных состояниях. Посмотрите на молекулы воды в трех разных состояниях и определите, какой рисунок, по-вашему, соответствует газообразному состоянию, какой – жидкому, а какой – твердому?Надо выйти к доске, установить соответствие между рисунками и объяснить, почему вы так думаете. Пригласить обучающегося к доске для перестановки нижних рисунков.

Читайте так же:
Компрессор для пескоструйного оборудования

— Сравните теперь характер движения и взаимодействия молекул в разных агрегатных состояниях.

Ответы: 1) В газах они свободно летают с большими скоростями. Все молекулы движутся беспорядочно. Поскольку расстояние между молекулами большое, то они и очень слабо притягиваются друг к другу. 2) В жидкостях молекулы совершают колебательное движение возле положения равновесия и довольно часто перескакивают из одного положения в другое (жидкость течет). Есть взаимодействие между молекулами. 3) В твердых телах сильное взаимодействие между молекулами. Они колеблются возле положения равновесия, и очень редко какой-нибудь молекуле удается преодолеть силы молекулярного притяжения и перескочить в новое положение.

— Ребята, в своей жизни вы постоянно встречаетесь с различными веществами, находящимися в каком-либо агрегатном состоянии. Возможны различные переходы из одного состояния в другое. Посмотрите на схему (рис. 2). Назовите возможные переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Ответ: Возможны переходы: из твердого состояния в жидкое, из жидкого состояния в газообразное, из газообразного в твердое и обратные переходы: из твердого состояния в газообразное, из газообразного в жидкое, из жидкого в твердое.

— А теперь попробуйте установить соответствие между переходами и явлениями, им соответствующими (рис. 3). Пригласить по очереди двух обучающихся к доске для выполнения задания.

— В результате на доске должно получиться:

Ж → Г: образование пара при кипении воды; испарение воды;

Т → Г: запах нафталина, испарение сухого льда;

Т → Ж: таяние льда, плавление металла;

Г → Т: образование на окнах узоров зимой;

Ж → Т: замерзание воды;

Г → Ж: выпадение росы, образование тумана.

— Скажите, а какое практическое значение имеют явления перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое? Ответ: Водяной пар используют в паровых турбинах. В металлургии, например, плавят металлы и изготавливают различные детали, трубы. Переходы происходят, когда замораживаем воду в холодильнике, зажигаем свечку, растапливаем сливочное масло на сковороде, кипятим воду, сушим белье и т. д. В природе – круговорот воды. Испарение воды с водоемов, образование тумана, облаков, снега, росы… Давайте посмотрим как это происходит. Смотрим таблицу «Изменение агрегатных состояний в природе». Можно попросить обучающихся прокомментировать увиденное (рис. 4).

Подведение к теме урока.

-Как вы думаете, о каких тепловых процессах пойдёт речь на уроке?. (Ученики пытаются сформулировать цель урока.)

— Сегодня на уроке мы более подробно познакомимся с переходами вещества из твердого состояния в жидкое, а из жидкого состояния в твердое, т. е. с процессом плавления кристаллических тели обратным ему процессом – процессом кристаллизации.

— Откройте тетради. Запишите тему урока: «Плавление и отвердевание кристаллических тел» (рис. 5).

Изучение нового материала.

1. Для понимания процессов, происходящих в природе и умения ими управлять, надо знать условия, при которых происходит превращение одного агрегатного состояния вещества в другое. Надо выяснить условия, при которых происходят плавление и отвердевание.

— Скажите, что будет происходить с кусочком льда, вынутым из морозилки?

— Сразу будет таять? Что же нужно сделать с твердым веществом, чтобы оно стало жидким? Ответ: Его надо нагреть.

— Давайте посмотрим, что будет происходить со льдом при нагревании. Просмотрhttp://class-fizika.narod.ru/8_class.htm

Вопросы классу:

— В каком состоянии находился лед сначала? Ответ: твердом.

— Чтобы оно стало жидким, что с ним сделали? Ответ: его стали нагревать.

— Скажите, лёд сразу плавится? Ответ: нет. Его нагрели до какой-то определенной температуры и только тогда он начал плавиться. (Обратить внимание!).

— Как называют температуру, при которой вещество плавится? Ответ: температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления.

— Откройте учебники и найдите, что такое температура кристаллизации и в чем ее особенность. Ответ: Температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют температурой отвердевания или кристаллизации.

— Какова особенность? Ответ: вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся. Пример: вода кристаллизуется (а лед плавиться) при 0ºС.

— Запишем: что такое плавление, что такое отвердевание?

2. Температуру плавления (кристаллизации) различных веществ мы можем узнать из таблицы “Температура плавления некоторых веществ”. Найдите таблицу ее в учебнике.Аналогичная – на доске (рис. 6).

Закрепление.

— Давайте поработаем с таблицей. — Назовите самый тугоплавкий металл. Ответ: вольфрам (нити накала в электрических лампочках).

— Назовите легкоплавкие вещества? Ответ: лед, цезий, калий, натрий.

— Есть ли металл, который можно расплавить в руке? Ответ: цезий.

— А в кипящей воде? Ответ: еще натрий.

— Можно ли расплавить серебро в алюминиевой ложке? Ответ: нет, т. к. t пл серебра больше t пл алюминия.

— Можно ли расплавить янтарь в цинковом сосуде? Ответ: да, т. к. t пл янтаря меньше t пл цинка.

— Для обогрева небольших помещений используют металлические печки. Температура в печи достигает 1100 ºС. Можно ли сделать эту печку из алюминия? из стали? Ответ: из алюминия – нет ( t пл алюминия 660 ºС); из стали – да ( t плстали 1500ºС).

— Почему на Севере для измерения низких температур пользуются не ртутными, а спиртовыми термометрами? Ответ: t отвердевания ртути – 39ºС, спирта – 114ºС. На севере температура может быть ниже – 39ºС.

— Дополнительно: галлий плавиться при температуре 30ºС, кипит при 2300ºС. Его используют для замены ртути в термометрах. Уже изготовлены термометры для температур до 1500ºС.

Читайте так же:
Баббит б83 хим состав

3. Плавление кристаллических тел – сложный процесс. Вы уже получили некоторую информацию о плавлении и отвердевании, но многое можно узнать из графика плавления и отвердевания. На рисунке представлен график плавления и отвердевания льда (рис. 7). Проанализируем его вместе.

Работа с графиком

— При какой температуре взяли лед? Ответ: — 10ºС.

— Представьте такую ситуацию: на улице мороз – 10ºС. Взяли кусок льда и принесли домой. Посмотрим, что же с ним будет происходить?

— Как меняется температура льда на участке АВ? Ответ: увеличивается (лед нагревается).

— До какой температуры? Ответ: до 0 ºС.

— Что стало происходить со льдом при 0 ºС? Ответ: он начал плавиться.

— Горизонтальный участок ВС графика соответствует процессу плавления льда. Посмотрите, меняется ли температура в процессе плавления?

— Обратите внимание: температура не менялась, пока весь лед не расплавился, полностью не превратился в воду. Процесс плавления происходит при постоянной температуре. Итак, в т. С – это уже вода.

— И что же будет происходить с водой дальше? Посмотрите, как меняется ее температура? Ответ: температура увеличивается до 20 ºС (до комнатной температуры); на участке С D происходит процесс нагревания воды (жидкости).

— А теперь взяли и вынесли воду на улицу. Что же будет дальше происходить с водой? Ответ: она будет остывать (охлаждаться).

— До какой температуры вода охлаждается и на каком участке это происходит? Ответ: до 0 ºС; на участке DE .

— И как только вода охладиться до 0 ºС, какой процесс начнется? Ответ: процесс отвердевания.

— И горизонтальный участок EF соответствует процессу кристаллизации воды. И до тех пор, пока вода превращалась в лед, температура менялась? Ответ: нет.

— В т. F – вся вода превратилась в лед. Чему соответствует участок F К? Как менялась температура на этом участке? Ответ: температура уменьшалась. Происходило охлаждение льда до уличной температуры.

Обобщение.

— Что вы можете сказать про температуру плавления и температуру отвердевания?.Ответ: они равны.

— Какие участки графика соответствуют плавлению и отвердеванию льда?Почему эти участки параллельны оси времени? Ответ: участок ВС – плавлению, EF – отвердеванию. А параллельны оси времени, потому что температура не менялась, пока эти процессы происходили.

— Почему лед не сразу начинает таять, если его внести с мороза в натопленную комнату? Ответ: t таяния льда 0 ºС. Чтобы снег начал таять, он должен нагреться до 0 ºС.

— А если лед внести с улицы в подвал, температура воздуха в котором 0 ºС. Будет ли таять лед в подвале? Ответ: Нет. Чтобы лед плавился, необходим приток энергии. Нет теплообмена, t льда и воздуха — одинаковые.

— Допишем в тетрадях. t пл = t кр – остается постоянной при плавлении (отвердевании). Для плавления необходимприток энергии.

— Дополнительно: работа по готовым графикам плавления и отвердевания олова, свинца (рис. 8)

1. Для каких веществ построены графики? Как вы это определили? Ответ:Верхний (красный) график построен для свинца, т. к. свинец плавится при температуре 327ºС и участок LM графика как раз соответствует процессу плавления. Нижний (зеленый) график построен для олова, т. к. температура плавления олова 232ºС.

2. Надо выйти к доске и путем переноса объектов дать название происходящих процессов на каждом участке для верхнего (или нижнего) графика.

Первичная проверка знаний.

Хотелось бы узнать, насколько внимательны вы были сегодня на уроке. Все ли вам было понятно? Пишем тест на 7 мин. Ответы записывают на заранее подготовленных бланках.

1. В каком состоянии вещества при одинаковой температуре скорость движения молекул наибольшая?

А. В газообразном.

Г. Одинакова во всех состояниях вещества.

2. В каком состоянии вещества — жидком или твердом, силы притяжения между молекулами меньше?

В. Одинаковы во всех состояниях

3. Переход вещества из жидкого состояния в твердое называют

4. Чугун плавится при температуре 1200 0 С. Что можно сказать о температуре отвердевания чугуна?

А. Может быть любой.

Б. Равна 1200 0 С.

В. Выше температуры плавления

Г. Ниже температуры плавления.

5. Можно ли в медном сосуде расплавить алюминий?

6. Во время полета температура наружной поверхности ракеты повышается до 1500 – 2000 0 С. Какие металлы используют для наружной обшивки?

7. Какой отрезок графика характеризует процесс нагревания твердого тела?

1. В каком состоянии вещества расстояние между молекулами наименьшее?

А. Одинаково во всех состояниях вещества.

Б. В газообразном.

2. В каком состоянии вещества – жидком или газообразном, сила притяжения между молекулами больше?

А. В газообразном.

В. Одинаковы во всех состояниях.

3. Переход вещества из твердого состояния в жидкое называют

4. Олово отвердевает при температуре 232 0 С. Что можно сказать о температуре его плавления?

А. Выше температуры отвердевания

Б. Может быть любой.

В. Равна 232 0 С.

Г. Ниже температуры отвердевания

5. Можно ли в цинковом сосуде расплавить свинец?

6. Из сопла реактивного самолета вылетает газ, температура которого 800–1100 0 С. Какие металлы можно использовать для изготовления сопла?

7. Какой отрезок графика характеризует процесс плавления?

Взаимоконтроль.

Обменяйтесь листочком с соседом по парте, проверьте правильность выполнения теста – открыть ответы (поставьте + или – напротив ответов (рис. 9). А теперь поставьте оценку – соответственно количеству правильных ответов. Открыть оценки.

Подведение итогов урока.

Сегодня на уроке вы познакомились с процессами плавления и отвердевания; узнали, что такое температура плавления и отвердевания, что температура не меняется, пока вещество плавится или кристаллизуется. А почему так происходит, вы узнаете на следующем уроке. Запишете домашнее задание.

Читайте так же:
Как считается удельный вес в процентах

Домашнее задание. §13, 14, отвечать на вопросы, построить примерный график плавления и отвердевания свинца, взятого при t 1 = 20 º C и нагретого до t 2 = 400ºС.

Какой металл можно расплавить в кипящей воде

Температура кипения и плавления металлов. Температура плавления стали

Температура кипения и плавления металлов

В таблице представлена температура плавления металлов tпл, их температура кипения tк при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.

Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.

По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.

Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.

Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:

  • температура плавления алюминия 660,32 °С;
  • температура плавления меди 1084,62 °С;
  • температура плавления свинца 327,46 °С;
  • температура плавления золота 1064,18 °С;
  • температура плавления олова 231,93 °С;
  • температура плавления серебра 961,78 °С;
  • температура плавления ртути -38,83°С.

Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.

Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см 3 , то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.

Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.

Температура плавления стали

Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.

Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.

Какой металл можно расплавить в кипящей воде

Передавая телу энергию, можно перевести его из твёрдого состояния в жидкое (например, расплавить лёд), а из жидкого — в газообразное (превратить воду в пар).

Если газ отдаёт энергию, то может превратиться в жидкость, а жидкость, отдавая энергию, может превратиться в твёрдое тело.

Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое называют плавлением.

Чтобы расплавить тело, нужно сначала нагреть его до определённой температуры.

Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества.

Плавление олова в стальной ложке

Одни кристаллические тела плавятся при низкой температуре, другие — при высокой. Лёд, например, можно расплавить, внеся его в комнату. Кусок олова или свинца — в стальной ложке, нагревая её на спиртовке. Железо плавят в специальных печах, где достигается высокая температура.

Из таблицы 3 видно, в каких широких пределах лежат температуры плавления различных веществ.

Таблица 3.
Температура плавления некоторых веществ (при нормальном атмосферном давлении)

Например, температура плавления металла цезия 29 °С, т. е. его можно расплавить в тёплой воде.

Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое называют отвердеванием или кристаллизацией.

Чтобы началась кристаллизация расплавленного тела, оно должно остыть до определённой температуры.

Температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют температурой отвердевания или кристаллизации.

Опыт показывает, что вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся. Например, вода кристаллизуется (а лед плавится) при 0 °С, чистое железо плавится и кристаллизуется при температуре 1539°С.

Каждый металл или сплав обладает уникальными свойствами, в число которых входит температура плавления. При этом объект переходит из одного состояния в другое, в конкретном случае становится из твёрдого жидким. Чтобы его расплавить, необходимо подвести к нему тепло и нагревать до достижения нужной температуры. В момент, когда достигается нужная точка температуры данного сплава, он ещё может остаться в твёрдом состоянии. При продолжении воздействия начинает плавиться.

Наиболее низкая температура плавления у ртути — она плавится даже при -39 °C, самая высокая у вольфрама — 3422 °C. Для сплавов (стали и других) определить точную цифру крайне сложно. Все зависит от соотношения компонентов в них. У сплавов она записывается как числовой промежуток.

Как происходит процесс

Элементы, какими бы они ни были: золото, железо, чугун, сталь или любой другой — плавятся примерно одинаково. Это происходит при внешнем или внутреннем нагревании. Внешнее нагревание осуществляется в термической печи. Для внутреннего применяют резистивный нагрев, пропуская электрический ток или индукционный нагрев в электромагнитном поле высокой частоты. Воздействие при этом примерно одинаковое.

Читайте так же:
Марки легированных сталей и их расшифровка

Когда происходит нагревание, усиливается амплитуда тепловых колебаний молекул. Появляются структурные дефекты решётки, сопровождаемые разрывом межатомных связей. Период разрушения решётки и скопления дефектов и называется плавлением.

В зависимости от градуса, при котором плавятся металлы, они разделяются на:

  1. легкоплавкие — до 600 °C: свинец, цинк, олово;
  2. среднеплавкие — от 600 °C до 1600 °C: золото, медь, алюминий, чугун, железо и большая часть всех элементов и соединений;
  3. тугоплавкие — от 1600 °C: хром, вольфрам, молибден, титан.

В зависимости от того, каков максимальный градус, подбирается и плавильный аппарат. Он должен быть тем прочнее, чем сильнее будет нагревание.

Вторая важная величина — градус кипения. Это параметр, при достижении которого начинается кипение жидкостей. Как правило, она в два раза выше градуса плавления. Эти величины прямо пропорциональны между собой и обычно их приводят при нормальном давлении.

Если давление увеличивается, величина плавления тоже увеличивается. Если давление уменьшается, то и она уменьшается.

Таблица характеристик

Металлы и сплавы — непременная основа для ковки, литейного производства, ювелирной продукции и многих других сфер производства. Чтобы не делал мастер (ювелирные украшения из золота, ограды из чугуна, ножи из стали или браслеты из меди), для правильной работы ему необходимо знать температуры, при которых плавится тот или иной элемент.

Чтобы узнать этот параметр, нужно обратиться к таблице. В таблице также можно найти и градус кипения.

Среди наиболее часто применяемых в быту элементов показатели температуры плавления такие:

  1. алюминий — 660 °C;
  2. температура плавления меди — 1083 °C;
  3. температура плавления золота — 1063 °C;
  4. серебро — 960 °C;
  5. олово — 232 °C. Олово часто используют при пайке, так как температура работающего паяльника составляет как раз 250–400 градусов;
  6. свинец — 327 °C;
  7. температура плавления железо — 1539 °C;
  8. температура плавления стали (сплав железа и углерода) — от 1300 °C до 1500 °C. Она колеблется в зависимости от насыщенности стали компонентами;
  9. температура плавления чугуна (также сплав железа и углерода) — от 1100 °C до 1300 °C;
  10. ртуть — -38,9 °C.

Как понятно из этой части таблицы, самый легкоплавкий металл — ртуть, которая при плюсовых температурах уже находится в жидком состоянии.

Градус кипения всех этих элементов почти вдвое, а иногда и ещё выше градуса плавления. Например, у золота он 2660 °C, у алюминия — 2519 °C, у железа — 2900 °C, у меди — 2580 °C, у ртути — 356,73 °C.

У сплавов типа стали, чугуна и прочих металлов расчёт примерно такой же и зависит от соотношения компонентов в сплаве.

Максимальная температура кипения у металлов — у рения — 5596 °C. Наибольшая температура кипения — у наиболее тугоплавящихся материалов.

Бывают таблицы, в которых также указана плотность металлов. Самым лёгким металлом является литий, самым тяжёлым — осмий. У осмия плотность выше, чем у урана и плутония, если рассматривать её при комнатной температуре. К лёгким металлам относятся: магний, алюминий, титан. К тяжёлым относится большинство распространённых металлов: железо, медь, цинк, олово и многие другие. Последняя группа — очень тяжёлые металлы, к ним относятся: вольфрам, золото, свинец и другие.

Ещё один показатель, встречающийся в таблицах — это теплопроводность металлов. Хуже всего тепло проводит нептуний, а лучший по теплопроводности металл — серебро. Золото, сталь, железо, чугун и прочие элементы находится посередине между этими двумя крайностями. Чёткие характеристики для каждого можно найти в нужной таблице.

Всё зависит от массы металла, который нужно расплавить и от его формы. Посмотрим, какие металлы самые легкоплавкие. Ртуть расплавлять не нужно, она и так жидкая. Цезий плавится при 28°С, нор самовоспламеняется на воздухе, его плавить не нужно. Галлий плавится при температуре 30°С, его (в ампуле) можно расплавить подмышкой или (в небольшим количестве) — расплавить дыханием на ладони. Рубидий плавится при 39°С, очень активный, но можно расплавить теплой водой, если он в запаянной ампуле. Горячей водой можно расплавить (в запаянных ампулах) калий (плавится при 63°С) и натрий (98°С). Индий плавится при 156°С — никаких проблем. Литий (186°С) плавим на газу в запаянной ампуле. Олово (232°С) плавится паяльником. Висмут (плавится при 271°С), таллий (248°С — яд!), кадмий (321°С — ядовит!) и свинец (327°С) расплавляются тоже легко. Цинк (419°С) я плавил на газу в больших количествах в консервной банке. Сурьме (631°С) может плавиться в запаянной тугоплавкой ампуле, иначе загорится. Магний (651°С) тоже легко загорается, но в инертной атмосфере лента из магния расплавится. Алюминий (660°С каждый может расплавить, если взять проволоку, только капелька расплава повиснет с чехольчике из тугоплавкого оксида алюминия. Барий (660°С) и стронций (770°С) слишком активны на воздухе. Но даже серебро (961°С), золото (1063°С) и медь (1083°) можно расплавить на газу, если взять тонкую проволоку (маленький теплоотвод) и сунуть ее конец в самое горячую часть пламени (синюю) — образуется на конце проволоки маленький королек расплавленного металла. А вот марганец (1250°С) и тем более кобальт, никель и железо уже не расплавить.

Металл, который плавится в воде

Её можно самому сделать. В интернете продаются набор для изготовления. Вместе с 50 г. галлия стоит около $200.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector